Thiết kế lò hơi đốt dầu do công suất 3,5 t h, áp suất 12 a

Đồ án tổng hợp nhiệt lạnh GVHD:Nguyễn thị hồng nhung LỜI NÓI ĐẦU Việt Nam là một quốc gia ven biển với đường bờ biển dài hơn 3200 km, đi kèm với đó là vùng đặc quyền kinh tế rộng lớn với trữ lưỡng thủy, hải sản dồi dào Ngành thủy sản Việt Nam đang từng bước phát triển mạnh mẽ để tận dụng lợi thế từ nhiên nhiên, đáp ứng nhu cầu cho tiêu dùng trong nước và xuất khẩu ra thế giới Trong khoảng thời gian trở lại đây, ngành công nghiệp chế biến thủy hải sản đã có những bước phát triển ngoạn mục và trở thành một trong những ngành kinh tế then chốt của đất nước Để có thể đem lại giá trị kinh tế cao, các loại thủy sản cần được chế biến, bảo quản sau khi đánh bắt nhằm giữ lại chất dinh dưỡng, đáp ứng được yêu cầu khi vận chuyển đi xa cũng như bảo quản được lâu dài trước khi tới tay người tiêu dùng Có nhiều cách để chế biến thủy sản như : làm lạnh không khí, sự dụng đá lạnh để đông lạnh thực phẩm, dùng hơi bão hòa để hấp, luộc hay không khí nóng để sấy… Trong đó, việc sự dụng lò hơi để sản xuất ra hơi bão hòa phục vụ cho ngành công nghiệp chế biến thủy sản đang ngày càng phổ biến vì những ưu điểm mà nó đem lại so với những phương pháp chế biến thủy sản lâu đời Tuy vậy, công việc lắp đặt và vận hành lò hơi lại đòi hỏi yêu cầu rất khắt khe, mang tính khoa học và kỹ thuật cao nhằm đảm bảo yêu cầu an toàn tuyệt đối vì đây là thiết bị áp lực rất nguy hiểm nếu xảy ra sự cố trong quá trình vận hành Xuất phát các nhu cầu và lợi ích thực tế, Em đã được giao đề tài “Thiết kế lò hơi đốt dầu DO công suất 3,5 t/h, áp suất 12 at.Qua quá trình tìm hiểu các tư liệu và được sự chỉ dạy tận tình của Cô Nguyễn Thị Hồng Nhung, em đã hoàn thành đồ án của mình đúng thời hạn Mặc dù vậy trong quá trình thực hiện đề tài khó tránh khỏi sai sót, em kính mong sự đóng góp ý kiến và phản biển của quý thầy cô để em có thể hoàn thiện bản đồ án cũng như củng cố kiến thức có ích trong công việc thực tế sau này ra trường.Khép lại chương trình bậc Cao Đẳng, những năm tháng học tập và hoạt động miệt mài trên giảng đường Khoảng thời gian không thể gọi là ngắn, đã có biết bao vui buồn của thời sinh viên, nhiều sự cố gắng cùng sự phấn đấu trong học tập Tất cả là nhằm chuẩn bị cho hành trang sinh viên chúng em trước khi bước vào đời Đề tài: “ Thiết kế lò hơi đốt dầu DO công suất 3,5 t/h, áp suất 12 at ”, em gặp không ít những khó khăn về tài liệu, kinh SVTH:Phạm nguyễn thanh đạt 1 nghiệm cũng như kiến thức còn nhiều hạn chế Nhưng em đã cố gắng hết sức mình để khắc phục những khó khăn đó và đến nay đề tài đã được hoàn thành đúng thời hạn Em xin chân thành cảm ơn Cô Nguyễn Thị Hồng Nhung đã tận tình giúp đỡ và hướng dẫn em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Đà nẵng,ngày…tháng …năm Sinh viên thực hiện Phạm nguyễn thanh đạt CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ LÒ HƠI ỐNG LÒ ỐNG LỬA 1.1 Giới thiệu về lò hơi ống lò ống lửa: Lò hơi:là thiết bị sử dụng nhiên liệu (than, củi, trấu, giấy vụn…) để đun sôi nước tạo thành hơi nước mang nhiệt để phục vụ cho các yêu cầu về nhiệt trong các lĩnh vực công nghiệp như giặt là, sấy gỗ, khách sạn … Tùy theo nhu cầu sử dụng mà người ta tạo ra nguồn hơi có nhiệt độ và áp suất phù hợp để đáp ứng cho các yêu cầu khác nhau Để vận chuyển nguồn năng lượng có nhiệt độ và áp suất cao này người ta dùng các ống chịu được nhiệt, chịu được áp suất cao chuyên dùng cho lò hơi Điều đặc biệt của lò hơi mà không thiết bị nào thay thế được là tạo ra nguồn năng lượng an toàn không gây cháy để vận hành các thiết bị hoặc động cơ ở nơi cần cấm lửa và cấm nguồn điện (như các kho xăng, dầu) Lò hơi là một thiết bị không thể thiếu được trong nền kinh tế quốc dân, quốc phòng Nó không những được dùng trong các khu công nghiệp lớn như: nhà máy nhiệt điện, khu công nghiệp cơ khí,…mà còn được sử dụng trong các cơ sở sản xuất nhỏ để phục vụ sản xuất và những nhu cầu hàng ngày như: sưởi ấm, trong nhà máy dệt, sấy, nấu cơm,… Trong nhà máy nhiệt điện, lò hơi là thiết bị không thể thiếu được đồng thời là một thiết bị vận hành rất phức tạp, nó có nhiệm vụ sản xuất hơi quá nhiệt để cấp cho tuôc bin Trong lĩnh vực công nghiệp, lò hơi được dùng để sản xuất hơi nước Hơi nước dùng làm chất tải nhiệt trung gian trong các thiết bị trao đổi nhiệt để gia nhiệt cho sản phẩm Lò hơi là thiết bị giúp đưa nhiệt của quá trình đốt cháy cho nước cho đến khi nước được đun nóng hoặc thành hơi Nước nóng hoặc hơi nước được tác động của áp suất sẻ truyền nhiệt sang một quy trình Nước là tác nhân trung gian rẻ tiền và hữu dụng giúp truyền nhiệt sang một chu trình Khi nước được chuyển thành hơi , thể tích sẻ tăng lên khoảng 1600 lần, tạo một lực mạnh như thuốc súng vì vậy lò hơi là thiết bị phải được vận hành với tinh thần cẩn trọng cao độ Hệ thống lò hơi bao gồm : một hệ thống cấp nước ,hệ thống hơi và hệ thống nhiên liệu Hệ thống nước cấp cho lò hơi và tự động điều chỉnh nhằm đạp ứng nhu cầu hơi Sử dụng nhiều van nên cần trì và sửa chữa Hệ thống thu gom và sản xuất hơi do lò sản xuất ra Một hệ trống đường ống dẫn hơi đến vị trí cần sử dụng Qua hệ thống này , áp suất hơi được điều chỉnh bằng các van và kiểm tra bằng máy đo áp suất hơi Hệ thống nhiên liệu bao gồm tất cả các thiết bị được sử dụng để tạo ra nhiệt cần thiết các thiết bị cần dùng trong hệ thoongsnhieen liệu phụ thuộc vào loại nhiên liệu sue dụng trong hệ thống nhiên liệu Nước đưa vào lò hơi được chuyển thành hơi được gọi là nước cấp Nước có 2 nguồn chính là, (1) Nước ngưng hay hơi ngưng tuần hoàn từ các quy trình (2) nước đã qua sử lý từ bên ngoài bộ phận lò hơi và các quy trình của nhà máy Dể nâng cao hiệu quả sử dụng lò hơi , một thiết bị trao đổi nhiệt đun nóng sơ bộ hâm 1,2 Cấu tạo lò hơi 1)Cụm béc nước 14) van xả đáy 2)Nắp trước 15) lỗ vệ sinh 3)Than nồi 16) tủ điện điểu khiển 4)Bass cẩu 17) relay áp suất 5)Van xả khí 18) áp kế 6)Bầu điện cực 19) kiểm tra áp kế 7)Van nắp hơi 20) bảng tên nồi hơi 8)Lỗ người chui 21) ống thủy sáng 9)Van an toàn 22) van xả nước trong ống thủ 10)Miệng ống khói 23) van cấp nước 11)Nắp sau 24) van một chiều 12)Kính nhìn lửa 25) dàn chân để nồi hơi 13)Van xả nhanh 1.3 Nguyên lý làm việc Trong các lò hơi công nghiệp , hơi nước sản xuất ra là hơi quá nhiệt Hơi quá nhiệt nhân được từ các quá trình: đun nóng nước đến sôi, sôi để biên nước thành hơi bảo hòa và quá nhiệt hơi bảo hòa thành hơi quá nhiệt có nhiệt độ cao trong các bộ phận của lò hơi Hiệu quả của quá trình trao đổi nhiệt giữa ngọn lửa quà khói môi chất trong lò hơi phụ thuộc vào tính chất vật lý của sản phẩm cháy và môi chất tham gia quá trình ( nước hoặc hơi trong lò ) và phụ thuộc vào hình dáng , đặc tính cấu tạo phân tử lò hơi Nhiên liệu được vói phun vào buồng lữa tạo thành hổn hơi cháy và được đốt cháy trong buồng lửa, nhiệt độ ngọn lữa đạt đến 1000 0C Nhiệt lượng tỏa ra khi nhiên liệu cháy trong buồng lửa truyền cho nước trong phần hơi của lò làm cho nước tăng lên nhiệt đọ sôi , trong khoang sẻ là hổn hợp hơi nước hổn hợp hơi trong khoang chứa hơi sẻ chuyển động đi lên tập trung vào bộ tiêu thụ ở đây hơi bảo hòa sẻ tách ra khỏi nước , nước tiếp tục đi xuống theo ống đặt ngoài lò Ống xuống được nối với ống lên bằng ống góp dưới, nên nước được sang bơm nước đưa lên khoang hơi để nhận nhiệt lại Hơi bảo hòa sẻ đi lên ống dẫn hơi vào ống xoắn của bộ quá nhiệt để biến thành hơi quá nhiệt và đi vào ống góp để sấy hoặc đun nóng Buồng lửa của em thiết kế là buồng lửa phun , nhiên liệu là dầu DO được phun vào và cháy lơ lửng trong buồng lửa quá trình cháy nhiên liệu được diễn ra trong buồng lửa đạt đến hiệt độ cao từ ( 1000- 1400)oC chính vì vậy hệ quả trao đổi nhiệt bức xự giữa ngọn lửa quà đường ống hơi rất cao Đồ án tổng hợp nhiệt lạnh GVHD:Nguyễn thị hồng nhung Lò hơi công nghiệp có những ưu điểm sau : - Buồng đốt nhỏ, tốc độ truyền nhiệt cao dẫn đến quá trình hóa hơi nhanh hơn - Qúa trình truyền nhiệt do đối lưu lớn hơn do được cấp một số lượng lớn các ống truyền nhiệt có đường kính nhỏ giúp truyền nhiệt đối lưu tốt - Hệ suất cháy cao dô sử dụng hệ thống thông gió - Quá trính truyền nhiệt tốt hơn nhờ số lần khi đi qua lò hơi - Hiệu suất cao hơn so với các loại lò hơi khác - Giảm nhiều lượng tro bay theo khói, từ đó khả năng mài mòn và bám bẩn các bề mặt đốt cũng giảm nhiều Tuy nhiên tổn thất nhiết theo xỉ cũng tăng theo và thiết bị thải xỉ cũng phức tạp và tốn kém hơn - Buồng lửa dùng đốt nhiên liệu lỏng rất đơn giản Bộ phận quan trọng nhất là vòi phun dầu Nhiên liệu lỏng chủ yếu dùng để đốt lò là dầu DO Dầu DO cần được sơ bộ sấy nóng 80-900C để dể dàng táng sương nhiên liệu 1.4 Công suất của lò hơi: Công suất lò hơi hay công suất nhiệt của lò hơi là khả năng nhiệt hoá hơi của lò hơi trên một đơn vị thời gian Khi ta nói lò hơi có công suất 1 T/h (1 Tấn hơi / 01 giờ hoặc là 1000 kg/h) nghĩa là trong 01 giờ lò hơi này có thể làm hoá hơi (bốc hơi) một khối lượng nước là 1m3 tới một áp suất nhất định nào đó 1.5 Cấu tạo chung của lò hơi: Hệ thống cung cấp nhiên liệu và đốt cháy nhiên liệu: Trong lò hơi thủ công, gồm có cửa cấp nhiên liệu, ghi lò, buồng lửa; trong lò ghi xích gồm có phễu than, ghi xích, buồng lửa; trong lò hơi đốt than phun gồm có hệ thống chế biến và cấp than, vòi phun nhiên liệu và buồng lửa Hệ thống cung cấp không khí và sản phẩm cháy: bao gồm cửa gió, quạt gió, ống khói, quạt khói, nhiều trường hợp còn có bộ sấy không khí, hộp tro xỉ, đôi khi còn có bộ khử bụi để giảm mài mòn cánh quạt khói và đảm bảo yêu cầu bảo vệ môi trường Hệ thống cấp nước: gồm bơm nước cấp đủ lưu lượng và áp suất nước cho lò hơi, nhiều khi còn có bộ phận hâm nước để gia nhiệt nước trước khi đưa vào Hệ thống sản xuất nước nóng, hơi bão hòa hoặc hơi quá nhiệt: thỏa mãn yêu cầu SVTH:Phạm nguyễn thanh đạt 7 của hộ sử dụng, thường bao gồm các loại bề mặt truyền nhiệt như dàn ống nước lên, dàn phestôn, dàn ống nước xuống, ống góp dưới, ba lông và bộ quá nhiệt, nếu sản xuất hơi quá nhiệt, bộ quá nhiệt trung gian ở các lò hơi nhà máy nhiệt điện 1.6 Phân loại lò hơi Tùy theo mục đích sử dụng mà cấu tạo lò hơi có thể rất khác nhau Vì vậy, việc phân loại chúng cũng rất khác nhau Theo chế độ đốt nhiên liệu trong buồng lửa có các loại : lò ghi gồm lò ghi thủ công ( ghi cố định ), lò ghi nửa cơ khí và lò ghi cơ khí, lò phun đốt với nhiên liệu lỏng hay khí, đốt bột than, thải xỉ lỏng hay thải xỉ khô,… Theo chế độ tuần hoàn của nước gồm các loại : tuần hoàn tự nhiên, tuần hoàn cưỡng bức, đối lưu tự nhiên Theo lịch sử phát triển lò có các loại : kiểu bình, ống lò, ống lửa, ống nước Theo thông số hay công suất của lò có lò hơi công suất thấp, trung bình, cao, siêu cao,… Theo công dụng có lò hơi tĩnh tại, lò hơi nửa di động và di động, lò hơi công nghiệp, lò hơi cho phát điện Những phương pháp phân loại lò hơi như trên chỉ thể hiện một vài đặc tính nào đó của lò hơi, vì vậy trong thực tế khi gọi tên lò hơi, người ta thường kết hợp nhiều kiểu phân loại, ví dụ như : lò đốt than phun có bao hơi, lò ghi cố định ống nước nằm nghiêng,… CHƢƠNG 2 : NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TÍNH TOÁN CHẾ TẠO LÒ HƠI 2.1 Các thông số lò hơi: Sản lượng định mức lò hơi : D= 3500kg/giờ = 3,5 tấn/ giờ *thông số hơi : - Áp suất hơi ra Phr= 12 bar - Nhiệt độ hơi bảo hòa Tbh= 187,95 0C - Nhiệt độ không khí lạnh Tlkk= 30 0C - Nhiệt độ khói thải Tkt= 220 0C Nhiệt độ của nước cấp tnc= 35 0C=nhiệt độ môi trường 2.2 Thành phần nhiên liệu % : Nhiên liệu để đốt cho lò hơi là dầu DO, đặc tính nhiên liệu Clv =82,5% thành phần làm việc của cacbon trong dầu DO Hlv =10,2% thành phần làm việc của hidro trong dầu DO Nlv = 0,7% thành phần làm việc của nito trong dầu DO Olv =0,7% thành phần làm việc của oxy trong dầu DO Slv =0,5% thành phần làm việc của lưu huỳnh trong dầu DO Alv =0,3% độ tro trong thành phần làm việc của dầu DO Wlv= 3% độ ẩm trong thành phần làm việc của dầu DO 2.3 Đặc điểm lò hơi Đây là lò hơi sản xuất hơi bảo hòa nên ta thiết kế lò có buồng lửa phun dạng hình trụ kết hợp với ống lò và ống lửa trong thân trụ nằm ngang Hai đầu ống lò và ống lửa được giới hạn bới mặt sàng ngăn cách không gian của sản phẩm cháy với không gian chứa nước và hơi Bố trí khói đi từ ống lò ra hộp khói sau , quặt vào cụm ống lửa hai bên đến hộp khói trước và cạm ống lửa phía trên ra hộp sau theo ống khói thải ra ngoài Ở hộp ống sau bố trí vách ngăn giữa cụm ống lửa phía trên và cụm ống lửa phía dưới Nước cấp vào lò được chứa trong không gian giới hạn giữa ống lò và ống lửa và giữa các ống lửa, với mức nước cao hơn dãy ống trên cùng Phần không gian phía trên bố trí các ống lửa là không gian chứa hơi * Ưu điểm của lò hơi ống lửa là : 2.3.1 Phù hợp với nhiên liệu đốt dầu và có công suất nhỏ 2.3.2.Do bố trí các ống lữa nên tăng diện tích bề mặt truyền nhiệt 2.3.3 Nhiệt lượng truyền nhiệt cho nước được phân bố đều 2.3.4 Tận dụng tốt nhiệt lượng sinh ra từ sản phẩm cháy - Năng suất bốc hơi cao hơn so với lò hơi ống lò Suất tiêu hao kim loại giảm * Nhược điểm : không tạo được vòng tuần hoàn tự nhiên cho nước mà chỉ có sinh hơi tại bề mặt trong lò hơi - Thông gió tự nhiên khó hơn và dễ dạng đóng tro bụi trên bề mặt truyền nhiệt